RU2809422C2 - Casting method and casting installation with direct cooling of ingots - Google Patents

Casting method and casting installation with direct cooling of ingots Download PDF

Info

Publication number
RU2809422C2
RU2809422C2 RU2021125537A RU2021125537A RU2809422C2 RU 2809422 C2 RU2809422 C2 RU 2809422C2 RU 2021125537 A RU2021125537 A RU 2021125537A RU 2021125537 A RU2021125537 A RU 2021125537A RU 2809422 C2 RU2809422 C2 RU 2809422C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ingot
casting
mold
temperature range
temperature
Prior art date
Application number
RU2021125537A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021125537A (en
Inventor
Бритт Элин ГИЛЕЕНГЕН
Original Assignee
Норск Хюдро Аса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Норск Хюдро Аса filed Critical Норск Хюдро Аса
Publication of RU2021125537A publication Critical patent/RU2021125537A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2809422C2 publication Critical patent/RU2809422C2/en

Links

Abstract

FIELD: foundry production.
SUBSTANCE: method of casting an elongated ingot (90) includes semi-continuous casting in an installation (10) with direct cooling of the ingot containing a mould (30) with upper (31) and lower (32) holes, recording a thermal image of the ingot (90) exiting through the lower hole (32), and determination of the peak temperature in the thermal image. The peak temperature is compared to three established non-overlapping temperature ranges. The temperature in the third range is higher than in the second, and in the second – higher than in the first. If the peak temperature is in the first temperature range, casting of the ingot is continued. If the peak temperature is in the second range, information about the need for maintenance of the casting unit is issued, the casting of the ingot is completed, and the maintenance of the unit is carried out before starting the next casting process. If the peak temperature is in the third range, the casting process is interrupted and emergency stop information is issued.
EFFECT: ensures that metal does not leak out during the casting process.
14 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Настоящее изобретение относится к литейной установке и способу эффективного литья удлиненных слитков, таких, как заготовки для прокатного производства, экструзии или для обработки методом ковки.The present invention relates to a foundry plant and method for efficiently casting elongated ingots, such as billets for rolling, extrusion or forging.

Уровень техникиState of the art

Литье удлиненных слитков выполняется на литейных установках с непосредственным охлаждением слитков. Такая литейная установка с непосредственным охлаждением слитков содержит кристаллизатор, выполненный таким образом, чтобы расплавленный металл, подаваемый в его верхнее отверстие, по меньшей мере, частично в нем затвердевал. По меньшей мере, частично затвердевший расплавленный металл, из которого изготавливается слиток, выходит из кристаллизатора через нижнее отверстие и поддерживается поддоном, который может перемещаться в вертикальном направлении. Удлиненный слиток получают благодаря непрерывной подаче расплавленного металла в кристаллизатор одновременно с перемещением поддона, поддерживающего формирующийся слиток, вертикально вниз. Слиток может иметь длину, например, от 1 до 5 метров, хотя эта длина может быть в принципе любой. По завершении процесса литья течение расплавленного металла в кристаллизатор прерывается, слиток снимается с поддона, и поддон перемещается вертикально вверх и закрывает нижнее отверстие кристаллизатора. После того, как компоненты литейной установки заняли описанное выше положение, может начинаться процесс изготовления следующего слитка. Поскольку каждый слиток формируется индивидуально в ходе непрерывного установившегося процесса, и существуют перерывы между литьем последовательных слитков, общий процесс называют «полунепрерывным процессом литья». Далее он также будет именоваться «литьем с непосредственным охлаждением» или «литьем».Casting of elongated ingots is carried out on foundry installations with direct cooling of the ingots. Such a casting installation with direct cooling of ingots contains a mold designed in such a way that the molten metal fed into its upper opening is at least partially solidified therein. The at least partially solidified molten metal from which the ingot is made exits the mold through a lower opening and is supported by a tray that can be moved in a vertical direction. An elongated ingot is obtained by continuously feeding molten metal into the mold simultaneously with the movement of the tray supporting the forming ingot vertically downward. The ingot can have a length, for example, from 1 to 5 meters, although this length can in principle be any. Upon completion of the casting process, the flow of molten metal into the mold is interrupted, the ingot is removed from the tray, and the tray moves vertically upward and covers the lower opening of the mold. Once the components of the casting machine are in the position described above, the process of producing the next ingot can begin. Because each ingot is formed individually in a continuous, steady-state process, and there are breaks between the casting of successive ingots, the overall process is called a "semi-continuous casting process." Hereinafter it will also be referred to as “direct cooling casting” or “casting”.

В заявке США № 2002/0033246 А1 описывается система охлаждения литейного оборудования для полунепрерывного литья металла с непосредственным охлаждением, в частности, для литья алюминиевых слитков. Литейное оборудование для полунепрерывного литья с непосредственным охлаждением содержит одно или несколько охлаждающих устройств, расположенных в каркасной конструкции с встроенной водораспределительной камерой, и это охлаждающее устройство (эти охлаждающие устройства) закрыто (закрыты) у дна с помощью подвижной опоры. Металл охлаждается в две стадии, посредством первичного охлаждения в камере кристаллизатора и вторичного охлаждения посредство посредством прямого охлаждения водой непосредственно ниже зоны первичного охлаждения.US Application No. 2002/0033246 A1 describes a foundry cooling system for semi-continuous direct-cool metal casting, particularly for the casting of aluminum ingots. Direct cooling semi-continuous casting equipment comprises one or more cooling devices located in a frame structure with a built-in water distribution chamber, and the cooling device(s) are closed at the bottom by a movable support. The metal is cooled in two stages, by primary cooling in the mold chamber and secondary cooling by direct cooling with water immediately below the primary cooling zone.

Сляб или сляб для прокатки является отливкой, которая в дальнейшем используется в процессе прокатки, например, для производства фольги или металлического листа и т.п., которые могут иметь прямоугольное сечение. Заготовка для экструзии является отливкой, которая в дальнейшем используется для экструзии, и может иметь круглое сечение, однако отливки, которые могут изготавливаться с помощью литья с непосредственным охлаждением, не ограничиваются до использования для прокатки или экструзии и также могут использоваться для ковки или других способов формования.A slab or rolling slab is a casting which is further used in the rolling process, for example, to produce foil or metal sheet etc., which may have a rectangular cross-section. An extrusion preform is a casting that is further used for extrusion and may have a circular cross-section, however, castings that can be produced by direct chill casting are not limited to use for rolling or extrusion and can also be used for forging or other forming processes .

Общая проблема литья с непосредственным охлаждением слитков заключается в явлении, известном как «вытекание». Вытекание происходит, когда расплавленный металл выливается через нижнее отверстие в кристаллизаторе неконтролируемым и нежелательным образом. Вытекание может представлять опасность для персонала, привести к неисправимым повреждениям литейного оборудования и к его простою. На фиг. 1 представлено изображение вытекания в литейной установке с непосредственным охлаждением слитков, сделанное в видимой части спектра в процессе литья отливки, которая, как предусмотрено, имеет круглое сечение. В настоящее время причины и механизмы, приводящие к возникновению вытекания, установлены не до конца. A common problem with direct-chill casting is a phenomenon known as "bleed-off." Bleeding occurs when molten metal flows out of the bottom hole in the mold in an uncontrolled and unwanted manner. Leakage can pose a hazard to personnel and lead to irreparable damage to foundry equipment and downtime. In fig. 1 is an image of the outflow in a direct-cooling casting plant, taken in the visible part of the spectrum during the casting of a casting that is designed to have a circular cross-section. At present, the causes and mechanisms leading to leakage have not been fully established.

В документе WO 97/16273 A1 рассматривается проблема явления вытекания во время литься с непосредственным охлаждением. В документе WO 97/16273 A1 описывается детектор для обнаружения вытекания расплавленных металлов в процессе литья с непосредственным охлаждением слитков, содержащий средства обнаружения присутствия расплавленного металла на внешней поверхности формируемого слитка. Если обнаруживается явление вытекания, подается сигнал тревоги для выполнения соответствующих корректирующих действий.WO 97/16273 A1 addresses the problem of leakage phenomena during direct cooling casting. WO 97/16273 A1 describes a detector for detecting the flow of molten metals in a direct ingot casting process, comprising means for detecting the presence of molten metal on the outer surface of the ingot being formed. If a leakage phenomenon is detected, an alarm is generated to take appropriate corrective action.

В силу того, что вытекание может представлять опасность для персонала и серьезно повредить литейное оборудование, что станет причиной его простоя, необходимо избежать или, по меньшей мере, снизить риск вытекания в процессах литья с непосредственным охлаждением.Because leakage can pose a safety hazard to personnel and cause serious damage to foundry equipment resulting in downtime, the risk of leakage in direct cooled casting processes must be avoided or at least reduced.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить более эффективный полунепрерывный процесс литья. Задача настоящего изобретения также состоит в том, чтобы предотвратить или, по меньшей мере, снизить риск возникновения вытекания во время полунепрерывного процесса литья с непосредственным охлаждением слитков. Для решения этих и других задач настоящее изобретение предлагает способ литья удлиненных слитков, включающий: литье слитков с помощью полунепрерывного процесса на литейной установке с непосредственным охлаждением слитков, содержащей кристаллизатор, имеющий верхнее и нижнее отверстия и выполненный таким образом, чтобы в нем выполнялись, по меньшей мере, частичное затвердевание расплавленного металла, подаваемого в кристаллизатор через верхнее отверстие, и выход образующегося слитка через нижнее отверстие; запись теплового изображения слитка, выходящего через нижнее отверстие; установление границ, по меньшей мере, трех неперекрывающихся температурных диапазонов – первого температурного диапазона, второго температурного диапазона и третьего температурного диапазона, а также определение пиковой температуры в тепловом изображении; сравнение пиковой температуры, по меньшей мере, с тремя температурными диапазонами; при этом: a) если значение пиковой температуры принадлежит первому температурному диапазону, процесс литья продолжается, b) если значение пиковой температуры принадлежит второму температурному диапазону, происходит информирование о том, какой вид технического обслуживания литейной установки следует выполнить, и выполняется техническое обслуживание литейной установки после завершения текущего процесса литья, но до того, как начнется следующий процесс литья, c) если значение пиковой температуры принадлежит третьему температурному диапазону, процесс литья прерывается и происходит информирование об аварийной остановке оборудования.The object of the present invention is to provide a more efficient semi-continuous casting process. It is also an object of the present invention to prevent or at least reduce the risk of leakage occurring during a semi-continuous casting process with direct cooling of ingots. To solve these and other problems, the present invention provides a method for casting elongated ingots, comprising: casting the ingots using a semi-continuous process in a direct-cooling casting plant containing a mold having an upper and lower opening and configured to perform at least at least partial solidification of the molten metal fed into the mold through the upper hole, and the exit of the resulting ingot through the lower hole; recording a thermal image of the ingot exiting the bottom hole; defining boundaries of at least three non-overlapping temperature ranges—a first temperature range, a second temperature range, and a third temperature range—and determining a peak temperature in the thermal image; comparing the peak temperature with at least three temperature ranges; wherein: a) if the peak temperature value belongs to the first temperature range, the casting process continues, b) if the peak temperature value belongs to the second temperature range, it is informed what type of maintenance of the casting installation should be performed, and maintenance of the casting installation is carried out after completion of the current casting process, but before the next casting process starts, c) if the peak temperature value belongs to the third temperature range, the casting process is interrupted and an emergency stop of the equipment is reported.

В рамках вариантов реализации описываемого способа аварийное прерывание процесса может осуществляться автоматически, (например, с помощью электронного устройства управления). В рамках вариантов реализации способа по настоящему изобретению аварийное прерывание процесса может выполняться оператором (т.е. работником) на основании полученной информации о необходимости аварийной остановки оборудования. Оборудование, на котором реализуется описываемый в данном изобретении способ литья, также входит в рамки вариантов реализации данного изобретения.Within the implementation options of the described method, an emergency interruption of the process can be carried out automatically (for example, using an electronic control device). Within the framework of embodiments of the method according to the present invention, an emergency interruption of the process can be performed by the operator (i.e., employee) based on information received about the need for an emergency stop of the equipment. The equipment on which the casting method described in this invention is implemented is also included in the scope of embodiments of this invention.

В рамках реализации вариантов выполнения способа, описываемого в данном изобретении, первый температурный диапазон включает в себя значения температуры вплоть до 70oC, но не включает в себя само значение 70оС.In embodiments of the method described in this invention, the first temperature range includes temperatures up to 70 ° C., but does not include 70 ° C. itself.

В рамках реализации вариантов выполнения способа, описываемого в данном изобретении, второй температурный диапазон включает значения температуры между 70оС и 90оС. In embodiments of the method described in this invention, the second temperature range includes temperatures between 70 ° C and 90 ° C.

В рамках реализации вариантов выполнения способа, описываемого в данном изобретении, третий температурный диапазон включает значения температуры выше 90оС, но не включает само значение 90оС.Within the implementation of embodiments of the method described in this invention, the third temperature range includes temperatures above 90 ° C, but does not include the value of 90 ° C itself.

В рамках реализации вариантов выполнения способа расплавленный металл, по меньшей мере, частично затвердевает благодаря отводу тепла из полости кристаллизатора в охлаждающую рубашку, в которой циркулирует охлаждающая среда.In the implementation of embodiments of the method, the molten metal is at least partially solidified due to the removal of heat from the mold cavity into a cooling jacket in which a cooling medium circulates.

В рамках вариантов реализации способа слиток продолжает дальнейшее затвердевание благодаря прямому охлаждению водой в пространстве, непосредственно снизу охлаждающей рубашки (34) или же в нижнем отверстии (32) кристаллизатора.In embodiments of the method, the ingot continues to further solidify due to direct cooling with water in the space directly below the cooling jacket (34) or in the lower opening (32) of the mold.

По другому аспекту в настоящем изобретении предлагается литейная установка для полунепрерывного процесса литья с непосредственным охлаждением удлиненных слитков, которая содержит кристаллизатор с полостью и верхним и нижним отверстиями, которые сообщаются по текучей среде с полостью формы; при этом кристаллизатор выполнен таким образом, чтобы он обеспечивал, по меньшей мере, частичное затвердевание расплавленного металла, подаваемого в полость кристаллизатора; систему подачи металла для выборочной подачи металла из резервуара в полость кристаллизатора через верхнее отверстие, поддон, выполненный с возможностью перемещения в вертикальном направлении между верхним положением, в котором он закрывает нижнее отверстие кристаллизатора, и нижним положением, причем слиток в литейной установке получают при вертикальном перемещении поддона из верхнего положения в нижнее положение при одновременной подаче расплавленного металла в полость кристаллизатора; тепловизионную камеру, выполненную с возможностью записи теплового изображения слитка по мере того, как поддон движется из верхнего положения в нижнее положение, электронную систему управления, выполненную с возможностью определения пиковой температуры в контуре теплового изображения и сравнения определяемой пиковой температуры, по меньшей мере, с первым предварительно установленным температурным диапазоном, вторым предварительно установленным температурным диапазоном и третьим предварительно установленным температурным диапазоном с тем, чтобы контролировать подачу металла системой подачи металла, а также контролировать вертикальное перемещение поддона; информационную систему для выдачи информации, причем электронная система управления управляет системой подачи металла и поддоном таким образом, чтобы отливать слитки, когда пиковая температура попадает в первый заранее установленный температурный диапазон; электронная система управления управляет системой подачи металла и поддоном для литья слитков, а также и информационной системой таким образом, чтобы последняя выдавала информацию о том, что следует провести техническое обслуживание литейной установки, если пиковая температура попадает во второй заранее установленный температурный диапазон. причем электронная система управления управляет системой подачи металла таким образом, что останавливает подачу металла из резервуара в полость кристаллизатора и прерывает процесс литья слитка, когда пиковая температура попадает в третий заранее установленный температурный диапазон.In another aspect, the present invention provides a casting apparatus for a semi-continuous direct-cooling elongated ingot casting process, which comprises a mold having a cavity and upper and lower openings that are in fluid communication with the mold cavity; wherein the mold is designed in such a way that it ensures at least partial solidification of the molten metal supplied into the cavity of the mold; a metal supply system for selectively feeding metal from a reservoir into a mold cavity through an upper opening, a tray configured to move in a vertical direction between an upper position in which it covers a lower opening of the mold and a lower position, wherein the ingot in the foundry plant is produced by vertical movement the tray from the upper position to the lower position while simultaneously feeding molten metal into the cavity of the mold; a thermal imaging camera configured to record a thermal image of the ingot as the tray moves from an upper position to a lower position, an electronic control system configured to detect a peak temperature in the thermal image loop and compare the detected peak temperature to at least the first a preset temperature range, a second preset temperature range, and a third preset temperature range so as to control the metal feeding system of the metal feeding system, as well as control the vertical movement of the pallet; an information system for outputting information, wherein the electronic control system controls the metal feeding system and the tray so as to cast ingots when the peak temperature falls within the first predetermined temperature range; The electronic control system controls the metal feed system and the ingot casting tray, as well as the information system, so that the latter provides information that the casting plant should be serviced if the peak temperature falls within a second predetermined temperature range. wherein the electronic control system controls the metal supply system so as to stop the supply of metal from the reservoir into the mold cavity and interrupt the ingot casting process when the peak temperature falls within a third predetermined temperature range.

В рамках вариантов реализации изобретения первый заранее установленный температурный диапазон включает в себя значения температуры вплоть до 70oC, но не включает в себя само значение 70оС. In embodiments of the invention, the first predetermined temperature range includes temperatures up to 70 ° C, but does not include 70 ° C itself.

В рамках вариантов реализации изобретения второй заранее установленный температурный диапазон включает значения температуры между 70оС и 90оС. Within embodiments of the invention, the second predetermined temperature range includes temperatures between 70 ° C and 90 ° C.

В рамках вариантов реализации изобретения третий заранее установленный температурный диапазон включает температуры выше 90оС, но не включает само значение 90оС.In embodiments of the invention, the third predetermined temperature range includes temperatures above 90 ° C, but does not include 90 ° C itself.

В рамках вариантов реализации изобретения тепловизионная камера установлена снизу от нижнего отверстия кристаллизатора для того, чтобы записывать тепловое изображение слитка, по меньшей мере, в области непосредственно под нижним отверстием кристаллизатора.In embodiments of the invention, a thermal imaging camera is mounted below the lower opening of the mold to record a thermal image of the ingot at least in the area immediately below the lower opening of the mold.

В рамках вариантов реализации изобретения кристаллизатор содержит охлаждающую рубашку для обеспечения циркуляции охлаждающей среды.In embodiments of the invention, the crystallizer includes a cooling jacket to circulate a cooling medium.

В рамках вариантов реализации изобретения в литейной установке предусмотрено вторичное непосредственное охлаждение слитка водой после формирования затвердевшего слоя на расплавленном металле.In embodiments of the invention, the foundry installation provides for secondary direct cooling of the ingot with water after the formation of a solidified layer on the molten metal.

Как известно, с технической точки зрения литейные установки с непосредственным охлаждением слитков могут иметь более одного кристаллизатора для проведения одновременно более одного процесса литья, как, например, показано в документе US 2002/0033246 А1. Следует понимать, что способ литья и литейная установка с непосредственным охлаждением, о которых идет речь в настоящем изобретении, также относятся к литейной установке, оснащенной более чем одним кристаллизатором; следовательно, под термином «кристаллизатор», используемым здесь, должна пониматься и форма множественного числа – «кристаллизаторы». Далее, следует также иметь в виду, что возможно применение более одной тепловизионной камеры или более одного прибора, формирующего тепловое изображение, для записи тепловых изображений слитков, особенно если литейная установка с непосредственным охлаждением содержит более одного кристаллизатора для одновременного проведения более одного процесса литья Таким образом, термин «тепловизионная камера», как и термин «прибор для формирования теплового изображения» должны интерпретироваться как подразумевающие множественное число соответствующих устройств.As is known, from a technical point of view, direct-cooling casting plants can have more than one mold to carry out more than one casting process simultaneously, as, for example, shown in US 2002/0033246 A1. It should be understood that the casting method and direct cooling casting apparatus described in the present invention also refer to a casting apparatus equipped with more than one mold; therefore, the term “crystallizer” as used herein must also be understood to include the plural form “crystallizers.” Further, it should also be kept in mind that it is possible to use more than one thermal imaging camera or more than one thermal imaging instrument to record thermal images of the ingots, especially if the direct cool casting plant contains more than one mold to conduct more than one casting process simultaneously. Thus , the term "thermal imaging camera" as well as the term "thermal imaging device" should be interpreted to imply the plural of the respective devices.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

На фиг.1 показано вытекание в процессе литья в литейной установке с непосредственным охлаждением слитков.Figure 1 shows the flow during the casting process in a casting plant with direct cooling of the ingots.

На фиг.2 схематически показана литейная установка с непосредственным охлаждением слитков в соответствии с вариантами реализации изобретения, пригодной для выполнения процесса литья в соответствии с данным изобретением.FIG. 2 schematically illustrates a direct ingot casting plant in accordance with embodiments of the invention suitable for performing a casting process in accordance with the present invention.

На фиг.3 показано тепловое изображение слитка незадолго до вытекания.Figure 3 shows a thermal image of the ingot shortly before flow.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

В соответствии с вариантами реализации изобретения литейная установка 10 с непосредственным охлаждением слитков содержит кристаллизатор 30, как показано на фиг. 2.In accordance with embodiments of the invention, the direct ingot casting installation 10 includes a mold 30, as shown in FIG. 2.

Кристаллизатор 30 имеет верхнее отверстие 31 и нижнее отверстие 32, а также полость 33 кристаллизатора; которая сообщается по текучей среде с верхним и нижним отверстиями 31, 32. Далее, кристаллизатор 30 может содержать охлаждающую рубашку 34 для циркуляции охлаждающей среды, такой как вода. Охлаждающая рубашка 34 может служить для отвода тепла посредством переноса тепла от полости 33 кристаллизатора в охлаждающее среду, которое уносит его, например, в теплообменник (не показан). Как хорошо известно специалистам в данной области техники, расплавленный металл охлаждается в две стадии: сначала в полости кристаллизатора для формирования внешнего затвердевшего слоя на расплавленном металле, например, с помощью охлаждающей рубашки 34, как показано на фиг.2, а затем прямым охлаждением, например водой, в области, непосредственно примыкающей снизу к области первичного охлаждения (на фиг.2 не показано). Непосредственное охлаждение, например, прямое охлаждение водой, может быть организовано сразу под охлаждающей рубашкой и/или в области нижнего отверстия 32 кристаллизатора в том месте, где слиток выходит из него.The mold 30 has an upper hole 31 and a lower hole 32, as well as a mold cavity 33; which is in fluid communication with the upper and lower openings 31, 32. Further, the mold 30 may include a cooling jacket 34 for circulating a cooling medium such as water. The cooling jacket 34 may serve to remove heat by transferring heat from the mold cavity 33 to a cooling medium that carries it, for example, to a heat exchanger (not shown). As is well known to those skilled in the art, the molten metal is cooled in two stages: first in the mold cavity to form an outer solidified layer on the molten metal, for example, using a cooling jacket 34, as shown in Fig. 2, and then by direct cooling, for example water, in the area immediately adjacent from below to the primary cooling area (not shown in Fig. 2). Direct cooling, for example direct water cooling, can be provided just below the cooling jacket and/or in the area of the lower opening 32 of the mold where the ingot exits it.

Литейная установка 10 также содержит поддон 50. Поддон 50 выполнен таким образом, чтобы, вертикально перемещая его, можно было, в соответствии с необходимостью, открывать или закрывать нижнее отверстие 32 кристаллизатора 30. Поддон 50 помещается снизу от нижнего отверстия 32 и может перемещаться вертикально, закрывая нижнее отверстие 32 (когда он находится в крайнем верхнем положении) и открывая нижнее отверстие 32 (когда он сдвинут вертикально вниз). Двойная стрелка на фиг.2 показывает направления вертикального перемещения поддона 50.The casting installation 10 also includes a tray 50. The tray 50 is designed in such a way that, by moving it vertically, it is possible to open or close the lower opening 32 of the mold 30, according to need. The tray 50 is placed below the lower opening 32 and can be moved vertically, closing the lower opening 32 (when it is in its uppermost position) and opening the lower opening 32 (when it is pushed vertically downward). The double arrow in FIG. 2 shows the direction of vertical movement of the pallet 50.

Литейная установка 10 с непосредственным охлаждением также содержит систему 70 подачи металла, выполненную с возможностью подачи жидкого металла, в частности, расплавленного алюминия или расплавленного алюминиевого сплава, из резервуара, такого, например, как плавильная печь или тигель, в полость 33 кристаллизатора через верхнее отверстие 31 кристаллизатора 30. Система 70 подачи металла может включать в себя средство 75, останавливающее течение металла в полость 33 кристаллизатора. Средство 75 для прерывания течения металла может быть реализовано, например, в виде клапана, шиберной задвижки или запорного вентиля, или пробки, установленных на трубопроводе, соединяющем резервуар и полость 33 кристаллизатора, как показано на фиг. 2. Средство 75 может быть выполнено и по-другому, например, с использованием электромагнитного прибора, который подсчитывает количество металла, перетекающего в полость 33 кристаллизатора, или т.п.The direct cooling casting unit 10 also includes a metal supply system 70 configured to supply liquid metal, in particular molten aluminum or molten aluminum alloy, from a reservoir, such as a melting furnace or crucible, into the mold cavity 33 through an upper opening. 31 of the mold 30. The metal supply system 70 may include means 75 for stopping the flow of metal into the cavity 33 of the mold. The means 75 for interrupting the flow of metal may be implemented, for example, in the form of a valve, gate valve or stop valve, or plug installed on the pipeline connecting the reservoir and the mold cavity 33, as shown in FIG. 2. The means 75 can be implemented in another way, for example, using an electromagnetic device that counts the amount of metal flowing into the cavity 33 of the mold, or the like.

Процесс литья с использованием литейной установки 10 происходит следующим образом. В исходном состоянии поддон находится в верхнем положении, закрывая таким образом нижнее отверстие 32 кристаллизатора 30. Затем жидкий металл вводится в полость 33 кристаллизатора с помощью системы 70 подачи металла. Жидкий металл, по меньшей мере, частично затвердевает благодаря передаче своего тепла кристаллизатору 30, например, его охлаждающей рубашке 34, при этом образуется затвердевший слой на его поверхности. В это же время поддон 50 перемещается вертикально вниз при непрерывной подаче жидкого металла в полость 33 кристаллизатора через систему 70 подачи металла. Таким образом, происходит непрерывное формирование удлиненного слитка 90. В момент, когда формирование слитка 90 закончено, подача жидкого металла в полость 33 кристаллизатора прерывается, и прекращается вертикальное перемещение поддона 50. После этого слиток 90 снимается с поддона 50. Затем порожний поддон 50 перемещается вверх таким образом, чтобы закрыть нижнее отверстие 32 кристаллизатора 30 и привести литейную установку 10 вновь в исходное состояние. Начиная с этого состояния, может быть отлит следующий слиток 90. Терминологически литье слитка 90 именуется «непрерывным литьем», поскольку собственно литье происходит в физически устоявшемся режиме (в режиме «динамического равновесия»), в то время как для последовательных процессов литья слитков 90 применяют термин «полунепрерывное» литье или ему подобный термин в силу того, что между отдельными процессами литья слитков 90 существуют перерывы, во время которых поддон 50 движется вверх в верхнее положение.The casting process using the casting machine 10 occurs as follows. In the initial state, the tray is in the upper position, thus closing the lower opening 32 of the mold 30. Then the liquid metal is introduced into the cavity 33 of the mold using the metal supply system 70. The liquid metal is at least partially solidified by transferring its heat to the mold 30, such as its cooling jacket 34, thereby forming a solidified layer on its surface. At the same time, the tray 50 moves vertically downward while continuously supplying liquid metal into the cavity 33 of the mold through the metal supply system 70. Thus, continuous formation of the elongated ingot 90 occurs. At the moment when the formation of the ingot 90 is completed, the supply of liquid metal into the cavity 33 of the mold is interrupted, and the vertical movement of the tray 50 stops. After this, the ingot 90 is removed from the tray 50. The empty tray 50 is then moved upward so as to close the lower opening 32 of the mold 30 and bring the casting installation 10 back to its original state. Starting from this state, the next ingot 90 can be cast. In terminology, the casting of ingot 90 is called “continuous casting”, since the actual casting occurs in a physically stable mode (in the “dynamic equilibrium” mode), while for sequential processes of casting ingots 90, the term "semi-continuous" casting or a similar term due to the fact that there are breaks between the individual processes of casting ingots 90 during which the tray 50 moves upward to the upper position.

Авторы настоящего изобретения установили и подтвердили экспериментально тот факт, что явление вытекания связано с повышением температуры на поверхности слитка 90 в момент прохождения им нижнего отверстия 32 кристаллизатора 30. Авторы установили также причины повышения температуры на поверхности слитка 90 и представляют в данном изобретении способ и оборудование, обеспечивающее эффективное литье с нулевым или, по меньшей мере, минимальным риском вытекания и сопутствующих травм и повреждений.The authors of the present invention have established and experimentally confirmed the fact that the phenomenon of leakage is associated with an increase in temperature on the surface of the ingot 90 at the moment it passes the lower hole 32 of the mold 30. The authors have also established the reasons for the increase in temperature on the surface of the ingot 90 and present in this invention a method and equipment that ensuring efficient casting with zero or at least minimal risk of leakage and associated injury or damage.

Далее, литейная установка 10 с непосредственным охлаждением слитков содержит формирователь теплового изображения или тепловизионную камеру 80, позволяющие записывать тепловое изображение (или тепловое видео) слитка 90 во время процесса литья. Тепловое изображение, записанное тепловизионной камерой 80, может быть, например, составлено из элементов разложения, составляющих матрицу (например, 320 столбцов и 240 строк, или 1920 столбцов и 1080 строк), где значение сигнала от каждого элемента разложения соответствует интенсивности теплового излучения, падающего на тепловизионную камеру 80 в соответствующей точке. Сигнал от каждого элемента разложения соответствует температуре соответствующего участка наблюдаемого объекта. Для записи теплового изображения камера 80 может, например, содержать ПЗС-детектор. Примером тепловизионной камеры 80, которая может применяться в рамках данного изобретения, может быть камера FLIR GF309, выпускаемая компанией FLIR Systems, Вильсонвилль, штат Орегон, США. Однако, и другие коммерчески доступные тепловизионные камеры могут быть применены в качестве тепловизионной камеры 80 в рамках данного изобретения. Тепловизионная камера 80 установлена таким образом, что она регистрирует тепловое изображение слитка 90, выходящего из нижнего отверстия 32 кристаллизатора 30. Следовательно, формирователь теплового изображения или тепловизионная камера 80 должны быть установлены снизу от нижнего отверстия 32 кристаллизатора. Пример теплового изображения, записанный с помощью тепловизионной камеры, показан на фиг. 3. Более яркие участки соответствуют областям слитка с более высокой температурой по сравнению с теми областями, которые отображаются темными участками. На практике тепловое изображение может быть цветным, и разные цвета (условные) будут соответствовать различным температурам.Further, the direct ingot casting machine 10 includes a thermal imager or thermal imaging camera 80 for recording a thermal image (or thermal video) of the ingot 90 during the casting process. The thermal image recorded by thermal imaging camera 80 may, for example, be composed of decomposition elements constituting a matrix (for example, 320 columns and 240 rows, or 1920 columns and 1080 rows), where the signal value from each decomposition element corresponds to the intensity of thermal radiation incident to the thermal imaging camera 80 at the appropriate point. The signal from each decomposition element corresponds to the temperature of the corresponding section of the observed object. To record a thermal image, camera 80 may, for example, include a CCD detector. An example of a thermal imaging camera 80 that may be used in connection with the present invention is the FLIR GF309 camera available from FLIR Systems of Wilsonville, Oregon, USA. However, other commercially available thermal imaging cameras can be used as thermal imaging camera 80 within the scope of this invention. The thermal imaging camera 80 is mounted such that it records a thermal image of the ingot 90 emerging from the lower opening 32 of the mold 30. Therefore, the thermal imager or thermal imaging camera 80 must be mounted below the lower opening 32 of the mold. An example of a thermal image recorded using a thermal imaging camera is shown in FIG. 3. The brighter areas correspond to areas of the ingot with a higher temperature compared to those areas represented by dark areas. In practice, a thermal image can be colored, and different colors (conventional) will correspond to different temperatures.

Тепловизионная камера 80 соединена или содержит в своем составе электронную систему 100 управления. Электронная система 100 управления может быть компьютером, таким, как стандартный РС. Электронная система 100 управления может управлять всей работой литейной установки 10. Электронная система 100 управления определяет пиковую температуру слитка 90, который выходит из нижнего отверстия 32 во время процесса литья, используя для этого тепловое изображение, формируемое тепловизионной камерой 80. Соответственно, пиковой температурой является максимальная температура слитка 90. В рамках вариантов реализации изобретения электронная система 100 управления также может быть соединена с системой 70 подачи металла, например, со средством 75 прерывания подачи металла. Электронная система 100 управления соединена с системой выдачи информации (не показана), например, с дисплеем компьютера, на котором может отображаться информация, а также с сигнальной лампой, устройством подачи звукового сигнала и т.п. Для определения пиковой температуры можно использовать любой подходящий алгоритм. Очень простой алгоритм определения пиковой температуры может состоять в последовательном просмотре сигналов от элементов разложения по строкам и столбцам, составляющим тепловое изображение, и в сравнении сигнала от текущего элемента с сигналом от предыдущего; если сигнал от текущего элемента выше, чем сигнал от предыдущего, то сигнал от предыдущего элемента заменяется на сигнал от текущего в качестве пикового значения. Финальное значение сигнала в момент, когда просмотр всех строк и столбцов матрицы завершен, будет соответствовать пиковой температуре. Однако, в зависимости от конкретных условий могут применяться и другие алгоритмы.The thermal imaging camera 80 is connected to or includes an electronic control system 100 . The electronic control system 100 may be a computer, such as a standard PC. The electronic control system 100 may control the entire operation of the casting unit 10. The electronic control system 100 determines the peak temperature of the ingot 90 that exits the lower hole 32 during the casting process using a thermal image generated by the thermal imaging camera 80. Accordingly, the peak temperature is the maximum ingot temperature 90. Within embodiments of the invention, the electronic control system 100 may also be coupled to the metal feed system 70, for example, to the metal feed interrupt means 75. The electronic control system 100 is connected to an information output system (not shown), such as a computer display on which information can be displayed, as well as a warning light, an audible signal, or the like. Any suitable algorithm can be used to determine the peak temperature. A very simple algorithm for determining the peak temperature may consist of sequentially viewing the signals from the elements of the decomposition along the rows and columns that make up the thermal image, and comparing the signal from the current element with the signal from the previous one; if the signal from the current element is higher than the signal from the previous element, then the signal from the previous element is replaced by the signal from the current one as the peak value. The final signal value at the moment when all rows and columns of the matrix are scanned will correspond to the peak temperature. However, depending on specific conditions, other algorithms may be used.

Электронная система 100 управления выполняет следующие действия в зависимости от значения максимальной температуры, которая определяется электронной системой 100 управления на основании теплового изображения, сформированного тепловизионной камерой 80. В том случае, если пиковая температура попадает в первый заранее установленный температурный диапазон, никаких дополнительных действий не предпринимается, и процесс литья происходит в полунепрерывном режиме, как об этом говорилось выше. Если пиковая температура попадает во второй заранее установленный температурный диапазон, процесс литья для текущего слитка 90 выполняется обычным образом, однако на систему выдачи информации посылается сигнал о том, что литейной установке 10 требуется техническое обслуживание. Если пиковая температура попадает в третий заранее установленный температурный диапазон, соответствующий сигнал посылается в систему выдачи информации, а текущий процесс литья прерывается, например, автоматически или оператором, путем остановки течения металла в полость 33 кристаллизатора. В третьем температурном диапазоне температуры выше, чем во втором температурном диапазоне, а во втором температурном диапазоне выше, чем в первом температурном диапазоне, при этом ни один из температурных диапазонов не перекрывается ни с каким другим. Первый заранее установленный температурный диапазон называют также температурным диапазоном нормального процесса литья, второй заранее установленный температурный диапазон считают таким, при котором требуется техническое обслуживание литейной установки, а третий заранее установленный температурный диапазон называют также температурным диапазоном аварийной остановки процесса. Путем тщательного анализа и экспериментальной проверки авторы данного изобретения установили, что при работе с алюминием или алюминиевым сплавом (здесь под алюминиевым сплавом имеется в виду сплав, содержащий по меньшей мере 70% вес. алюминия) и принимая, что коэффициент излучения равен 1 при формировании теплового изображения, можно использовать следующие заранее установленные температурные диапазоны для проведения эффективного процесса литья, обеспечивающего безопасное предотвращение вытекания:The electronic control system 100 performs the following actions depending on the value of the maximum temperature, which is determined by the electronic control system 100 based on the thermal image generated by the thermal imaging camera 80. In the event that the peak temperature falls within the first preset temperature range, no further action is taken , and the casting process occurs in a semi-continuous mode, as discussed above. If the peak temperature falls within the second predetermined temperature range, the casting process for the current ingot 90 is carried out in the usual manner, but a signal is sent to the information output system that the casting unit 10 requires maintenance. If the peak temperature falls within the third predetermined temperature range, a corresponding signal is sent to the information output system and the current casting process is interrupted, for example automatically or by an operator, by stopping the flow of metal into the mold cavity 33. In the third temperature range, temperatures are higher than in the second temperature range, and in the second temperature range are higher than in the first temperature range, and neither temperature range overlaps with any other. The first preset temperature range is also referred to as the normal casting process temperature range, the second preset temperature range is considered to be the one at which the casting machine requires maintenance, and the third preset temperature range is also referred to as the process emergency stop temperature range. Through careful analysis and experimental verification, the present inventors have found that when working with aluminum or an aluminum alloy (here by aluminum alloy is meant an alloy containing at least 70 wt.% aluminum) and assuming an emissivity of 1, thermal images, the following preset temperature ranges can be used to conduct an efficient casting process that safely prevents leakage:

первый температурный диапазон: вплоть до 70оС, — нормальный процесс,first temperature range: up to 70 o C - normal process,

второй температурный диапазон: от 70оС до 90оС — требуется проведение технического обслуживания установки,second temperature range: from 70 o C to 90 o C - installation maintenance is required,

третий температурный диапазон: выше 90оС — аварийное прерывание процесса.third temperature range: above 90 o C - emergency interruption of the process.

Однако, температуры могут быть оптимизированы и адаптированы к особенностям конкретной литейной установки 10, параметрам процесса литья, сплава, температуре среды в литейном цехе, размерам формируемого слитка, и т.д. Для определения температурных диапазонов, отличающихся от указанных выше и соответствующих специфическим особенностям литейных установок, параметров литья, конкретных сплавов и размеров слитков и т.п., могут быть использованы экспериментальные данные и наблюдения. Критические значения температуры, при которых высок риск вытекания, могут быть определены с помощью тестов. Заранее установленный температурный диапазон, соответствующий аварийной остановке процесса литья, должен устанавливаться ниже таких критических температур с тем, чтобы иметь достаточный запас по температуре, обеспечивающий безопасность процесса. Температурный диапазон, соответствующий необходимости технического обслуживания, может быть установлен, например, на основе визуальных наблюдений за поверхностью слитка, возможно, одновременно с мониторингом температуры слитка, выходящего из нижнего отверстия кристаллизатора. Неровность и/или низкое качество поверхности слитка являются индикаторами того, что литейная установка и/или система охлаждения нуждается в техническом обслуживании. Нормальная температура процесса обычно обеспечивает надлежащее качество поверхности слитка.However, temperatures can be optimized and adapted to the characteristics of a particular foundry plant 10, parameters of the casting process, alloy, ambient temperature in the foundry, dimensions of the ingot being formed, etc. Experimental data and observations can be used to determine temperature ranges that differ from those indicated above and correspond to the specific features of foundry installations, casting parameters, specific alloys and ingot sizes, etc. Critical temperatures at which there is a high risk of leakage can be determined using tests. The predetermined temperature range corresponding to the emergency shutdown of the casting process must be set below such critical temperatures in order to have sufficient temperature margin to ensure process safety. The temperature range corresponding to the need for maintenance can be established, for example, based on visual observations of the surface of the ingot, possibly simultaneously with monitoring the temperature of the ingot emerging from the lower opening of the mold. Roughness and/or poor quality of the ingot surface are indicators that the casting plant and/or cooling system is in need of maintenance. Normal process temperatures usually provide adequate ingot surface quality.

Авторы настоящего изобретения установили, какое именно техническое обслуживание литьевой установки 10 требуется выполнить, если пиковая температура попадает в температурный диапазон, требующий обслуживания или аварийной остановки процесса литья. В частности, может быть выполнено техническое обслуживание двух видов: a) следует обеспечить достаточную подачу охлаждающей среды, и b) следует обеспечить отсутствие загрязнений на стенках кристаллизатора 30, в которой располагается полость 33 кристаллизатора. В первом случае (п. a), например, расход может быть ограничен загрязнениями, которые накапливаются в охлаждающей рубашке кристаллизатора 30. Что касается (п. b), было установлено, что часто наличие металлических остатков или других загрязнений на стенках кристаллизатора 30 вокруг полости 33 кристаллизатора приводит к появлению локальных горячих точек на слитке 90, которые, в свою очередь, развиваются в участки с вытеканием. Соответственно, процесс литья согласно настоящему изобретению может включать в себя процессы удаления загрязнений из охлаждающей рубашки и/или очистку стенок кристаллизатора 30 в тех случаях, когда пиковая температура попадает во второй или третий температурный диапазон.The present inventors have determined what kind of maintenance the casting machine 10 needs to perform if the peak temperature falls within the temperature range that requires maintenance or emergency shutdown of the casting process. In particular, two types of maintenance can be performed: a) a sufficient supply of cooling medium must be ensured, and b) the walls of the mold 30 in which the mold cavity 33 is located must be ensured that there is no contamination. In the first case (item a), for example, the flow rate may be limited by contaminants that accumulate in the cooling jacket of the mold 30. As for (item b), it has been found that there is often the presence of metal residues or other contaminants on the walls of the mold 30 around the cavity 33 mold leads to the appearance of local hot spots on the ingot 90, which in turn develop into leakage areas. Accordingly, the casting process of the present invention may include processes for removing contaminants from the cooling jacket and/or cleaning the walls of the mold 30 in cases where the peak temperature falls within the second or third temperature range.

Способ и установка в соответствии с настоящим изобретением имеют преимущества перед известными техническими решениями в том отношении, что явления вытекания могут быть спрогнозированы и предотвращены путем действий, основанных на данных теплового изображения. Следовательно, настоящее изобретение предлагает более безопасный и более эффективный полунепрерывный процесс литья с непосредственным охлаждением слитков, снижающий риск травмирования персонала и неустранимых поломок литейного оборудования.The method and installation according to the present invention have advantages over prior art solutions in that leakage phenomena can be predicted and prevented by actions based on thermal image data. Therefore, the present invention provides a safer and more efficient semi-continuous casting process with direct cooling of ingots, reducing the risk of personal injury and fatal breakdown of casting equipment.

Для специалиста в рассматриваемой области техники очевидно, что содержание изобретения не ограничивается предпочтительными вариантами его реализации, описанными выше. Специалисту также будет ясно, что возможны модификации и изменения в рамках формулы изобретения. Следует добавить, что изменения в описанных вариантах реализации изобретения могут быть сформулированы и осуществлены специалистом в ходе практического применения заявленного изобретения, изучения чертежей, описания изобретения и приложенной формулы изобретения.It is obvious to a specialist in the field of technology in question that the content of the invention is not limited to the preferred embodiments described above. One skilled in the art will also appreciate that modifications and changes are possible within the scope of the claims. It should be added that changes in the described embodiments of the invention can be formulated and implemented by a person skilled in the art during the practical application of the claimed invention, studying the drawings, description of the invention and the attached claims.

Claims (30)

1. Способ литья удлиненного слитка (90), включающий: 1. A method for casting an elongated ingot (90), including: литье удлиненного слитка (90) посредством полунепрерывного процесса c использованием литейной установки (10) с непосредственным охлаждением слитков, содержащей кристаллизатор (30), причем кристаллизатор (30) имеет верхнее (31) и нижнее (32) отверстия и выполнен с возможностью обеспечения, по меньшей мере, частичного затвердевания расплавленного металла, подаваемого в кристаллизатор (30) через верхнее отверстие (31), и выхода слитка (90) через нижнее отверстие (32),casting an elongated ingot (90) through a semi-continuous process using a casting installation (10) with direct cooling of the ingots containing a mold (30), wherein the mold (30) has an upper (31) and a lower (32) opening and is configured to provide, at least partial solidification of the molten metal supplied to the mold (30) through the upper hole (31), and the exit of the ingot (90) through the lower hole (32), запись теплового изображения слитка (90), выходящего через нижнее отверстие (32),recording a thermal image of the ingot (90) exiting through the lower hole (32), установление, по меньшей мере, трех неперекрывающихся температурных диапазонов, к которым относятся первый температурный диапазон, второй температурный диапазон и третий температурный диапазон, при этом температуры в третьем диапазоне больше, чем во втором, а во втором – больше, чем в первом,establishing at least three non-overlapping temperature ranges, which include a first temperature range, a second temperature range and a third temperature range, wherein the temperatures in the third range are higher than in the second, and in the second – higher than in the first, определение пиковой температуры в тепловом изображении,determining the peak temperature in a thermal image, сравнение пиковой температуры с по меньшей мере тремя температурными диапазонами иcomparing the peak temperature with at least three temperature ranges and a) литье слитка (90) продолжают в том случае, если пиковая температура попадает в первый температурный диапазон,a) casting of the ingot (90) is continued if the peak temperature falls within the first temperature range, b) выдачу информации о необходимости проведения технического обслуживания литейной установки (10) и выполнение технического обслуживания литейной установки (10) после завершения литья слитка (90) и перед началом следующего процесса литья в том случае, если пиковая температура попадает во второй температурный диапазон,b) providing information about the need for maintenance of the casting installation (10) and performing maintenance of the casting installation (10) after completion of casting of the ingot (90) and before starting the next casting process in the event that the peak temperature falls within the second temperature range, c) прерывание процесса литья очередного слитка (90) и выдачу информации об аварийной остановке в случае, если пиковая температура попадает в третий температурный диапазон.c) interrupting the casting process of the next ingot (90) and issuing emergency stop information if the peak temperature falls into the third temperature range. 2. Способ по п. 1, в котором первый температурный диапазон включает значения температуры вплоть до 70°С, но не включает само это значение.2. The method according to claim 1, wherein the first temperature range includes temperatures up to 70°C, but does not include this value itself. 3. Способ по п. 1, в котором второй температурный диапазон включает температуры между 70°С и 90°С.3. The method according to claim 1, wherein the second temperature range includes temperatures between 70°C and 90°C. 4. Способ по п. 1, в котором третий температурный диапазон включает температуры выше 90°С.4. The method according to claim 1, wherein the third temperature range includes temperatures above 90°C. 5. Способ по п. 1, в котором прерывание текущего процесса литья слитка (90) включает в себя предотвращение попадания расплавленного металла в литейную форму (30).5. The method of claim 1, wherein interrupting the ongoing casting process of the ingot (90) includes preventing molten metal from entering the mold (30). 6. Способ по п. 1, в котором расплавленный металл, по меньшей мере, частично затвердевает благодаря отводу тепла из полости (33) кристаллизатора в охлаждающую рубашку (34), в которой циркулирует охлаждающая среда.6. The method according to claim 1, in which the molten metal is at least partially solidified due to the removal of heat from the cavity (33) of the mold into a cooling jacket (34), in which a cooling medium circulates. 7. Способ по п. 6, в котором дальнейшее затвердевание слитка производится путем его прямого охлаждения водой в области, непосредственно примыкающей снизу к охлаждающей рубашке (34), или в области нижнего отверстия (32) кристаллизатора.7. The method according to claim 6, in which further solidification of the ingot is carried out by direct cooling with water in the area immediately adjacent from below to the cooling jacket (34), or in the area of the lower opening (32) of the mold. 8. Литейная установка (10) для полунепрерывного процесса литья с непосредственным охлаждением удлиненного слитка (90), при этом литейная установка (10) выполнена с возможностью осуществления способа по любому из пп. 1-7, при этом литейная установка (10) содержит кристаллизатор (30), имеющий полость (33) кристаллизатора и верхнее отверстие (31) и нижнее отверстие (32), которые сообщаются по текучей среде с полостью (33) кристаллизатора, причем кристаллизатор (30) выполнен с возможностью обеспечения, по меньшей мере, частичного затвердевания расплавленного металла, который подается в полость (33) кристаллизатора,8. A casting installation (10) for a semi-continuous casting process with direct cooling of an elongated ingot (90), wherein the casting installation (10) is configured to implement the method according to any one of claims. 1-7, wherein the casting installation (10) contains a mold (30) having a mold cavity (33) and an upper hole (31) and a lower hole (32), which are in fluid communication with the mold cavity (33), wherein the mold (30) is configured to ensure at least partial solidification of the molten metal, which is fed into the cavity (33) of the mold, систему (70) подачи металла для выборочной подачи расплавленного металла из резервуара в полость (33) кристаллизатора через верхнее отверстие (31),a metal supply system (70) for selectively supplying molten metal from the reservoir into the cavity (33) of the mold through the upper opening (31), поддон (50), выполненный с возможностью вертикального перемещения между верхним положением, в котором он закрывает нижнее отверстие (32) кристаллизатора (30), и нижним положением, при этом слиток (90) формируется посредством вертикального перемещения поддона (50) из верхнего положения в нижнее положение, в то время, как расплавленный металл подается в полость (33) кристаллизатора,a tray (50) configured to be vertically movable between an upper position in which it covers a lower opening (32) of the mold (30) and a lower position, wherein an ingot (90) is formed by vertical movement of the tray (50) from an upper position to lower position, while the molten metal is fed into the cavity (33) of the mold, тепловизионную камеру (80), выполненную с возможностью записи теплового изображения слитка (90), когда поддон (50) перемещается из верхнего положения в нижнее положение,a thermal imaging camera (80) configured to record a thermal image of the ingot (90) as the tray (50) moves from an upper position to a lower position, электронную систему (100) управления, выполненную с возможностью определения пиковой температуры на тепловом изображении и сравнения определенной пиковой температуры с по меньшей мере первым температурным диапазоном, вторым температурным диапазоном и третьим температурным диапазоном для управления подачей металла с помощью системы подачи металла и управления вертикальным перемещением поддона (50), при этом температуры в третьем диапазоне больше, чем во втором, а во втором – больше, чем в первом,an electronic control system (100) configured to detect a peak temperature from a thermal image and compare the determined peak temperature with at least a first temperature range, a second temperature range, and a third temperature range for controlling metal feeding by the metal feeding system and controlling vertical movement of the pallet (50), while the temperatures in the third range are higher than in the second, and in the second – higher than in the first, систему выдачи информации, служащую для представления информации,information delivery system used to present information, при этом электронная система (100) управления управляет системой (70) подачи металла и поддоном (50) таким образом, что слиток (90) отливается, когда пиковая температура попадает в первый температурный диапазон,wherein the electronic control system (100) controls the metal supply system (70) and the tray (50) such that the ingot (90) is cast when the peak temperature falls within the first temperature range, при этом электронная система (100) управления управляет системой (70) подачи металла и поддоном (50) таким образом, что выполняется литье слитка (90), и управляет системой выдачи информации для предоставления информации о необходимости проведения технического обслуживания литейной установки (10), когда пиковая температура попадает во второй температурный диапазон,wherein the electronic control system (100) controls the metal supply system (70) and the pallet (50) so that the ingot (90) is cast, and controls the information output system to provide information about the need for maintenance of the casting installation (10), when the peak temperature falls into the second temperature range, при этом электронная система (100) управления управляет системой (70) подачи металла таким образом, что подача расплавленного металла из резервуара в полость (33) кристаллизатора и процесс формирования слитка (90) прерываются, когда пиковая температура попадает в третий температурный диапазон.wherein the electronic control system (100) controls the metal supply system (70) such that the supply of molten metal from the reservoir to the mold cavity (33) and the process of forming the ingot (90) are interrupted when the peak temperature falls into the third temperature range. 9. Литейная установка (10) по п. 8, в которой первый температурный диапазон включает температуры вплоть до значения 70°С, но не включает само это значение. 9. Foundry plant (10) according to claim 8, wherein the first temperature range includes temperatures up to, but does not include, 70°C. 10. Литейная установка (10) по п. 8, в которой второй температурный интервал включает значения температуры от 70°С до 90°С.10. Foundry plant (10) according to claim 8, in which the second temperature range includes temperature values from 70°C to 90°C. 11. Литейная установка по п. 8, в которой третий температурный диапазон включает значения температуры выше 90°С, но не включает само это значение.11. The foundry plant according to claim 8, wherein the third temperature range includes temperatures above 90°C, but does not include this value itself. 12. Литейная установка по п. 8, в которой тепловизионная камера установлена ниже нижнего отверстия (32) кристаллизатора (30) для записи теплового изображения слитка (90), по меньшей мере, в области, непосредственно прилегающей к нижнему отверстию (32) кристаллизатора (30).12. The foundry installation according to claim 8, in which a thermal imaging camera is installed below the lower hole (32) of the mold (30) to record a thermal image of the ingot (90), at least in the area immediately adjacent to the lower hole (32) of the mold ( thirty). 13. Литейная установка по п. 8, в которой кристаллизатор (30) содержит охлаждающую рубашку (34) для циркуляции охлаждающей среды.13. Foundry plant according to claim 8, in which the mold (30) contains a cooling jacket (34) for circulating a cooling medium. 14. Литейная установка по п. 8, в которой также содержится средство для прямого охлаждения слитка водой в области непосредственно под охлаждающей рубашкой или в области нижнего отверстия (32) кристаллизатора.14. The foundry installation according to claim 8, which also contains means for directly cooling the ingot with water in the area immediately under the cooling jacket or in the area of the lower opening (32) of the mold.
RU2021125537A 2019-02-01 2020-01-15 Casting method and casting installation with direct cooling of ingots RU2809422C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20190143 2019-02-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021125537A RU2021125537A (en) 2023-03-01
RU2809422C2 true RU2809422C2 (en) 2023-12-11

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002028764A (en) * 2000-07-13 2002-01-29 Tokai Carbon Co Ltd Method and device for observing break-out in continuous casting of steel
KR20020014589A (en) * 2000-08-18 2002-02-25 이구택 Breakout monitoring system and its method in continuous casting process
US20090008059A1 (en) * 2004-11-16 2009-01-08 Rmi Titanium Company Dba Rti Niles Method and apparatus for sealing an ingot at initial startup
JP2011206810A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Jfe Steel Corp Method for detecting longitudinal crack of slab
WO2014034657A1 (en) * 2012-08-28 2014-03-06 新日鐵住金株式会社 Method and device for measuring surface temperature of strand
RU2569620C2 (en) * 2014-02-07 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Control over ingot cooling at continuous casting machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002028764A (en) * 2000-07-13 2002-01-29 Tokai Carbon Co Ltd Method and device for observing break-out in continuous casting of steel
KR20020014589A (en) * 2000-08-18 2002-02-25 이구택 Breakout monitoring system and its method in continuous casting process
US20090008059A1 (en) * 2004-11-16 2009-01-08 Rmi Titanium Company Dba Rti Niles Method and apparatus for sealing an ingot at initial startup
JP2011206810A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Jfe Steel Corp Method for detecting longitudinal crack of slab
WO2014034657A1 (en) * 2012-08-28 2014-03-06 新日鐵住金株式会社 Method and device for measuring surface temperature of strand
RU2569620C2 (en) * 2014-02-07 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Control over ingot cooling at continuous casting machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2809422C2 (en) Casting method and casting installation with direct cooling of ingots
KR102715384B1 (en) Casting method and casting apparatus for DC casting
US11376654B2 (en) Casting method and casting apparatus for DC casting
KR100523793B1 (en) Breakout monitoring system and its method in continuous casting process
JP2001025851A (en) Method and instrument for automatically detecting abnormal state in molten metal treating equipment
US10758971B2 (en) System and method for controlling the casting of a product
RU2813254C1 (en) Control of ingot formation
RU2809019C1 (en) Monitoring of casting environment
US20230286038A1 (en) Monitoring casting environment
US11951536B2 (en) System and method for monitoring ingot detachment from bottom block
RU2021125537A (en) CASTING METHOD AND CASTING PLANT WITH DIRECT COOLING OF INGOTS
RU2813255C1 (en) Control of metal level during casting
EP4185421B1 (en) Detecting metal separation from casting mold
JPH05337609A (en) Continuous casting apparatus
CN110315046B (en) Technological method for preventing narrow edge of continuous casting billet from bulging
Wans et al. HD mold-Caster assistance system to increase product quality
JPS5813456A (en) Monitoring device for ingot in continuous casting machine
JP2684458B2 (en) Drawing control system for horizontal continuous casting equipment
EP4185418A1 (en) System and method for monitoring metal level during casting
Bernard The Role of Automation in Explosion Prevention in Sheet Ingot Casting
JPH08132183A (en) Apparatus for casting al alloy and method thereof
JPWO2020156813A5 (en)